15声速测量物理

声速测量自强·自律·勤奋·创新大学物理实验教研室Measurementofrigidbodymomentofinertia1.实验背景2.实验目的3.实验难点4.实验原理5.实验仪器6.实验内容7.实验结论8.实验作业目录CONTENTSPart

1实验背景1.声波是在弹性媒质中传播的一种机械波、纵波。传播速度与媒质的特性及状态等因素有关。频率低于20Hz的声波称为次声波；频率在20Hz~20kHz的声波可以被人听到，称为可闻声波。

2.通过媒质中声速的测量，可以了解被测媒质的特性或状态变化，因而声速测量有非常广泛的应用，如无损检测、测距和定位、测液体的流速、测材料的弹性模量等。实验背景实验背景Part

2实验目的实验目的

1.掌握声波产生、接收以及驻波形成方法

2.掌握示波器的连线与使用

3.能够设计实验用相位比较法测声波在空气中的声速Part

3实验难点实验难点

1、用相位比较法测波长和声速的原理及实现方法

2、学习声波驻波形成的条件

3、学习超声波产生和接收原理Part

4实验原理实验原理

实验原理测定声波在气体中的传播速度

实验原理测定声波在气体中的传播速度

实验原理测定声波在气体中的传播速度

实验原理测定声波在气体中的传播速度Part

5实验仪器实验仪器详见实验台面Part

6实验内容实验内容一、利用时差法测量声波在固体中（尼龙、铝）的传播速度。

处理实验数据公式：V=L/T二、利用相位比较法（李萨茹图形）测量波长λ，

并测量声波在空气中的传播速度处理实验数据公式：V=λ*f实验内容一、测定声波在固体中的传播速度1）首先分别将固体声速实验仪的发射换能器和接收换能器与声速综合测试仪信号源相应接口连接好，再将测量开关打到待测端。2）旋开压盖使两个换能器之间的距离能够放下固体棒，将待测固体棒放在支架上，将固体棒两端对准换能器的中心，再将固体棒夹紧。3）将声速综合测试仪信号源测试方法切换到脉冲波方式，此时时间显示会显示为OFF，将测量开关打到测量端，记下时间。4）将测量开关打到待测端，旋开接收换能器顶端压盖，取下长固体棒，将垫块置于发射换能器下面，再将短待测固体棒放于两换能器间，旋紧压盖，将开关打到测量端，记下时间。实验内容二、测定声波在气体中的传播速度用相位比较法(李萨如图形)测量波长：1.将声速综合信号源测试方法设置到连续波方式，连好线路，把声速测试仪信号源调到最佳工作频率v₀。2.调节示波器；(1)调节示波器使其工作在叠加状态，可以清晰完整的观察到发射与接收波形，把“扫描时间”旋钮旋至“X-Y”，使R轻轻靠拢T，然后缓慢移离R，观察示波器的波形。当示波器所显示李萨如图形时，记下R的位置X，适当调节示波器上“VOLTS/DIV”或信号源上的“幅度调节”，可提高灵敏度。(2)依次移动R，依次记下示波器上波形由(a)变为(e)时，再从(e)变为(a)时,读数标尺位置的读数X₂、X₃、X₄、…共12个值。实验内容二、测定声波在气体中的传播速度用干涉法(驻波法)测量波长：(1)连接好电路；(2)将声速综合测试仪信号源测试方法设置到连续波方式，把声速测试仪信号源调到最佳工作频率D。调节示波器各旋钮，使其工作在最佳状态，可以清楚完整的观测到发射和接收两路波形；(3)在共振频率下，将R移近T处，缓慢移离R，当示波器上出现接收波振幅最大时，记下读数标尺位置X₁′；(4)依次移动R，记下各振幅最大时的X₂′、X₃′、…共12个值填入数据表格。Part

7实验结论实验结论一、实验总结：1)实验测量结果与理论值接近，是误差允许范围。2）相位法测量优于驻波法测量。二、误差分析：1）共振频率的不稳定。2）换能器的不完全平行。3）示波器上振幅极大值的不稳。

4）随着换能器的距离的增加能量会有减弱。5）测量时会含有回程差。Part

8实验作业实验作业1、课后思考以下问题并在下堂